湖北麻城两路口钨矿区断裂控矿性研究及找矿方向探讨

2019-09-18陈松林曾小华

资源环境与工程 2019年3期

陈松林, 曾小华

(1.湖北省地质勘查基金管理中心,湖北武汉 430071; 2.湖北省地质调查院,湖北武汉 430034)

两路口钨矿床位于湖北省麻城市福田河镇两路口村,距麻城市区约45 km,是“大别造山带”在该区域发现的成规模的中高温热液型白钨矿床[1]。该矿床于2012年底发现,矿体均赋存于构造破碎带内;目前已圈定了4条钨矿体、1条钨矿化体、3处钼矿化体。钨矿体主要产于新元古代二长花岗质片麻岩中,发育于近东西向断裂构造控制的矿化蚀变带内,矿石结构、构造及矿物成分较简单[2],具有很好的找矿前景。

本文在野外地质找矿成果的基础上,通过系统统计、综合分析各方向线性构造特征,结合应力分析及其破碎带含矿性,探讨研究区主控矿构造特征[3],为后续找矿工作提供参考。

1 区域地质背景

两路口钨矿大地构造位置属大别造山带。区域主要出露的基岩有变质深成岩系、表壳岩系和不同时代的岩浆岩侵入岩,侵入岩包含英云闪长质片麻岩、花岗闪长质片麻岩、奥长花岗质片麻岩组合[4];侵入岩主要为晋宁期—燕山期的花岗岩。

该带岩浆活动频繁,多期次的岩浆岩发育,以燕山期后碰撞形成的中酸性花岗岩最为发育;出露的岩体受区域网格状发育的线性构造体系影响,可见出露的各类小岩体具有成群、成带、等间距分布等特点[5]。

研究区内北部似斑状黑云二长花岗岩全覆盖,出露面积约6 km2。脉岩较发育,主要呈EW向和NE向产出,其中NE向产出的脉岩受构造控制显著,该组脉岩多沿NE向断裂破碎带产出;近EW向脉岩较发育,岩性较复杂,主要有闪长岩脉、闪长玢岩脉、花岗斑岩脉、煌斑岩脉及少量石英脉等,其中闪长岩脉与钨成矿关系较密切,该组脉岩与区内出露的侵入岩年龄均为130 Ma(图1)。

变质作用主要表现为区域变质作用,且存在多期变形、变质叠加。所出露变质岩为一套麻粒岩相的变质岩石组合,分布于研究区中、南部大部分地区[6]。

断层构造以EW向、NWW向、NE向最为发育,这三组断裂与区域上团麻断裂、军师岭强应力剪切带以及北部的磨子潭断裂相配套;区内代表性断层有两路口断层F13、齐—单(齐头山—单尖沟)断层F3、狮子垴断层F8,其中两路口断层位于研究区东侧,贯穿工作区,是区内规模最大的断层构造。结合前人资料分析,该断层是商城—麻城断裂的次级断裂[7-8](图1,F18)。两路口钨矿床主矿体ⅠW1矿体赋存于齐头山—单尖沟断层破碎带内(图1,F3),该断层延伸约2.1 km,破碎带宽5～15 m,倾向345°～15°,倾角45°～60°,构造角砾岩发育(硅质胶结);见硅化、黄铁矿化、钾化、碳酸盐化蚀变发育;该断层为逆断层,矿体产状与断层产状基本一致(图1)。

图1 两路口地区构造略图Fig.1 Structural sketch of Lianglukou area1.第四系;2.中元古代基性火山岩组;3.中元古代变辉长(绿)岩;4.中元古代二长花岗质片麻岩;5.晚侏罗世斑状角闪二长花岗岩;6.早白垩世斑状中粒二长花岗岩;7.花岗斑岩脉;8.煌斑岩脉;9.花岗闪长玢岩脉;10.花岗岩脉;11.石英脉;12.闪长岩脉;13.实测正断层;14.实测逆断层;15.构造矿化蚀变带;16.性质不明断层;17.本次工作矿权范围;18.W1矿体;19.已经施工探槽编号断层走向玫瑰花图。

2 断裂构造基本特征

区内断层构造较复杂,不同时期、不同性质、不同方向的断裂构造相互叠置—改造,从而在区内表现为复杂的线性构造网络;以NE向、EW向断层构造最为发育,为区内主体线性构造,同时发育有晚于以上断层的NW向、NE向、SN向次级构造,较发育,形成较晚,切割了早期NE向、EW向构造,甚至使EW向构造出露不连续。

2.1 NE向断裂

该方向断层主要发育于研究区内北西角及东部区域(F1、F18)(图1),为本区一级构造。其中两路口断层贯穿研究区,断层倾向310°～340°,倾角45°～78°,断层破碎带宽25～60 m,强硅化岩蚀变发育;同时构造角砾岩、碎裂岩、碎粒岩呈弱分带发育;露头观察断层面与围岩片麻理明显斜交,局部可见由断层应力引起的拖曳褶曲等现象,局部见早期糜棱岩残留,断裂带附近节理较发育。沿断层常见石英细脉沿裂隙面充填以及发育有黄铁矿化蚀变现象。

2.2 EW向断裂

本组断层主要发育于研究区中部广大区域,似等距平行展布;倾向345°～15°,倾角45°～60°,断层破碎带宽5～25 m,硅化、黄铁矿化(褐铁矿化)、高岭土化、绿泥石化蚀变发育;见构造角砾岩发育;破碎带内见显著构造透镜体发育,左行特征明显,为上盘上升的逆断层。从该区域裂隙走向玫瑰花图分析,齐头山—单尖沟一带 EW向构造最为发育(图1)。

2.3 NW向断裂

该断层发育于研究区单间沟一带,主要切穿EW向断层,呈现右行走滑断层特征,滑距5～38 m,走向355°～10°,断层产状95°～104°∠73°～85°;擦痕镜面显著。构造破碎带内硅化、褐铁矿化蚀变强烈。

2.4 其他断裂构造

区内次一级的断裂构造局部以裂隙形式表现,SN向、NE向、NW向、近EW向等均较发育,较分散,以侏罗纪—白垩纪时期活动为主。主要活动期可概括为三个阶段:第一阶段,形成于岩浆侵位之前,主体构造拉伸,形成NE向、SN向次级断裂;第二阶段,岩浆侵入,垂直隆起应力作用下,形成EW向、NW向等断裂,是环状、放射状断裂体系的一部分;第三阶段,形成于花岗岩之后,与岩浆期后热液活动密切相关,是构造与热液相互作用的产物。断裂持续活动,碎裂作用越来越强,热液交代作用也不断加强,发生强烈蚀变,控矿性好(1)毛新武、邓乾忠、张汉金等，湖北省区域地质志，湖北省地质调查院，2016。。

2.5 主要断裂特征分述

2.5.1齐头山—纯阳山断裂构造(F3)

该区域南北向、东西向断层极为发育(图2),次为北西向;主要倾向北,断层倾角较为集中。地表可见三组断裂活动,以EW向居多,见两组性质不同EW向构造发育:一组倾向北,产状45°～15°∠45°～60°,为逆断层;一组倾向南,产状220°～165°∠55°～75°,张性应力之正断层。

图2 齐头山—纯阳山断裂构造平面特征图Fig.2 Plane characteristic map of fault structures in Qitoushan-Chunyangshan area1.方位极点图;2.极点等密度图;3.倾角玫瑰花图;4.倾向玫瑰花图。

2.5.2铁门口断裂构造(F8)

如图3所示,本区域断层发育较为分散,各向断层均有发育,倾向上,NW向占主体。NE向断层极为发育,由于覆盖等因素,多以断裂(裂隙面)数据为主体。

图3 铁门口断裂构造平面特征图Fig.3 Plane characteristic map of fault structures in Tiemenkou area1.方位极点图;2.极点等密度图;3.倾角玫瑰花图;4.倾向玫瑰花图。

2.5.3周家湾断裂构造(F14,F15)

周家湾地区可见NS向、EW向、NE向三组断层发育,其中NE向较发育,倾向NW(图4),产状300°～310°∠60°～75°;其次为EW向断裂构造,构造破碎带内均见硅化、褐铁矿化(黄铁矿化)、云母化蚀变。

总体上看,区内断层以NE向、EW向、近SN(NNW、NNE向)向三组断层最为发育。应力椭球分析显示,首先是NE向构造的挤压变形,其次为EW向构造的挤压应力场叠加,随后发生SN向构造的拉张应力以及NW向构造的张性应力作用,最终显示为NE向挤压应力特征。NE向构造应力占主导地位。总体表现为NE-SW向挤压特征(图5)。

3 断裂的控矿作用

研究区内断裂构造是钨矿形成的主要因素之一,产状较陡的立倾断裂为成矿提供流体通道以及容矿空间,是富矿流体运移、钨矿富集成矿的有利场所。

图4 周家湾断裂构造平面特征图Fig.4 Plane characteristic map of fault structures in Zhoujiawan area1.方位极点图;2.极点等密度图;3.倾角玫瑰花图;4.倾向玫瑰花图。

图5 两路口断裂构造应力椭球特征Fig.5 Ellipsoid characteristics of fault tectonic stress in Lianglukou area

两路口钨矿体主要均赋存于EW向构造破碎带内,仅7号钨矿体受EW向、NE向构造双层控制,矿体赋存于两组断裂交汇部位;控制成矿的构造主要因素是具有完备的导矿构造—配矿构造—容矿构造体系。导矿构造规模大,切割深,贯通性好,对成矿有利。配矿构造要求连通性好。容矿构造既有容矿功能,又有对已生成矿体的良好的圈闭保存功能[9-10]。

4 两路口地区断裂的含矿性分析

4.1 EW向断裂蚀变带含矿性

EW向断裂构造为压扭性构造,前期发现并通过工程控制的W1-W6矿(化)体均赋存于近EW向构造破碎带内,其中规模最大的W1矿体长度较大,钨矿厚度变化较大,品位WO30.122%～0.552%,厚度及品位变化均不稳定;W2矿体长度略小于W1,矿体厚度1.08～2.19 m,品位WO30.11%～0.454%,平均品位WO30.132%;区内 EW向断裂蚀变带呈雁列状发育,断层延伸约0.5～2.5 km;破碎带宽5～25 m,由绿泥石化、硅化等热液交代蚀变岩组成。产状陡倾,倾角在45°以上,相当部分断裂蚀变倾角>50°,经深部钻探工程验证,该断层破碎带深部延伸稳定,深部产状大体与地表出露产状一致,是区内较好的赋矿构造。

4.2 NE向断裂蚀变带含矿性

NE向断裂为压性构造。在钨矿成矿过程中,放射状断裂一般表现为张性;富钨流体在深大断裂中循环流动,当遇到次级张性断裂(放射状,为储矿空间)构造时,部分成矿流体会在断裂内发生沉淀,从而形成钨矿体。现仅于单尖沟NE向构造蚀变带内发现较好白钨矿化体,研究区内其他区域NE向构造含矿性有待进一步工作验证,若普遍含矿,则有望扩大矿床规模。